本發(fā)明涉及鍵合絲制備,具體涉及一種表面鍍鈀金的銅基復(fù)合鍵合絲及其制備方法。
背景技術(shù):
1、集成電路中半導(dǎo)體封裝需要用到一種關(guān)鍵的材料-鍵合絲(bondingwires),電子行業(yè)的快速發(fā)展,促進(jìn)了鍵合絲制造技術(shù)的快速發(fā)展。鍵合絲是一種直徑精細(xì)的高拉伸強(qiáng)度金屬絲,是集成電路、半導(dǎo)體分立器件和led發(fā)光管制造過(guò)程中必不可少的封裝內(nèi)引線,常見的有合金鍵合絲、銅鍵合絲、鋁鍵合絲、金鍵合絲等,鍵合絲需具備的特質(zhì)是耐腐蝕、傳導(dǎo)性、連接性好,鍵合速度快。
2、由于鍵合金絲價(jià)格偏高,導(dǎo)致封裝成本增加,銀合金線價(jià)格相對(duì)較低,但在led、cob及多引腳集成電路封裝技術(shù)中,需要有惰性氣體保護(hù),但還是會(huì)出現(xiàn)氧化、材料偏硬、一焊點(diǎn)滑球、二焊點(diǎn)線尾過(guò)長(zhǎng)等缺陷,銀合金鍍金線雖然不需要惰性氣體保護(hù),但由于基體材料銀是主體,在高溫高及高濕的環(huán)境下,極易產(chǎn)生電位遷移,造成封裝產(chǎn)品失效。因此,銀合金線及銀合金鍍金線均不太適合led、cob及多引腳集成電路封裝技術(shù)中。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明的目的在于提供一種表面鍍鈀金的銅基復(fù)合鍵合絲及其制備方法,所制備得到的復(fù)合鍵合絲具有優(yōu)異的力學(xué)性能。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
3、一種表面鍍鈀金的銅基復(fù)合鍵合絲的制備方法,包括如下步驟:
4、s1、將銅塊、銅-鈣合金片材、銅-鈰合金片材、銅-銦合金片材和銅-碳納米管片材置于下拉連鑄爐真空爐中,制備得到直徑為φ8.0mm的銅合金棒材;
5、s2、將銅合金棒材置于熱處理爐中先進(jìn)行保溫,經(jīng)第一次深冷處理后拉伸成直徑為φ1.0mm的線材,然后再次置于熱處理爐中進(jìn)行保溫,經(jīng)第二次深冷處理后拉伸成直徑φ0.1mm的線材,隨后拉伸成直徑φ0.03mm~φ0.08mm的絲材;
6、s3、將得到的絲材依次進(jìn)行表面清洗、鍍鈀、退火處理、活化處理、鍍金,隨后拉伸成直徑φ0.011mm~φ0.050mm的鍵合絲,即得到表面鍍鈀金的銅基復(fù)合鍵合絲。
7、優(yōu)選的,步驟s1中,銅-鈣合金片材中鈣的含量為0.1-0.8wt%,銅-鈰合金片材中鈰的含量為0.1-0.5wt%,銅-銦合金片材中銦的含量為0.1-0.5wt%。
8、優(yōu)選的,步驟s1中,銅-碳納米管片材的制備方法如下:將碳納米管和硝酸銅加入到去離子水中,超聲分散均勻后,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑,得到前驅(qū)體粉末,然后在300-500℃下煅燒2-3h,隨后在氫氣氣氛、400-450℃下還原2-3h,得到碳納米管負(fù)載銅粉末;
9、將碳納米管負(fù)載銅粉末和銅粉攪拌混合均勻,壓制成片材,即得到銅-碳納米管片材。
10、優(yōu)選的,碳納米管和硝酸銅的質(zhì)量比為5-10:3-5,碳納米管負(fù)載銅粉末和銅粉的質(zhì)量比為1:40-60。
11、優(yōu)選的,步驟s1中,銅塊、銅-鈣合金片材、銅-鈰合金片材、銅-銦合金片材和銅-碳納米管片材的質(zhì)量比為100:0.1-0.3:0.1-0.3:0.1-0.3:0.1-0.5。
12、優(yōu)選的,步驟s2中,第一次深冷處理的溫度為-40℃~-120℃,處理時(shí)間為10-20s,第二次深冷處理的溫度為-30℃~-100℃,處理時(shí)間為5-10s。
13、優(yōu)選的,步驟s3中,鍍鈀層的厚度為1-2μm。
14、優(yōu)選的,步驟s3中,鍍金層的厚度為1-2μm。
15、本發(fā)明還提供由上述制備方法所制備得到的表面鍍鈀金的銅基復(fù)合鍵合絲。
16、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有如下有益效果:
17、本發(fā)明先制備碳納米管負(fù)載銅粉末,然后將碳納米管負(fù)載銅粉末和銅粉混合均勻,壓制成片材,有效避免了碳納米管的團(tuán)聚,提升了復(fù)合鍵合絲的力學(xué)性能;同時(shí)通過(guò)采用2次深冷處理,能徹底消除熔鑄產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,并使得所添加的鈣、鈰、銦、碳納米管與銅固溶更充分,晶體排列方向一致,使材料內(nèi)部粗大的晶體產(chǎn)生碎化,晶體排列方向更趨于一致,降低晶區(qū)和非晶區(qū)延伸差異,減少微裂痕的產(chǎn)生,增加了復(fù)合鍵合絲的均一性,所制備的復(fù)合鍵合絲具有優(yōu)異的延展性。
1.一種表面鍍鈀金的銅基復(fù)合鍵合絲的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面鍍鈀金的銅基復(fù)合鍵合絲的制備方法,其特征在于,步驟s1中,銅-鈣合金片材中鈣的含量為0.1-0.8wt%,銅-鈰合金片材中鈰的含量為0.1-0.5wt%,銅-銦合金片材中銦的含量為0.1-0.5wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面鍍鈀金的銅基復(fù)合鍵合絲的制備方法,其特征在于,步驟s1中,銅-碳納米管片材的制備方法如下:將碳納米管和硝酸銅加入到去離子水中,超聲分散均勻后,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑,得到前驅(qū)體粉末,然后在300-500℃下煅燒2-3h,隨后在氫氣氣氛、400-450℃下還原2-3h,得到碳納米管負(fù)載銅粉末;
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的表面鍍鈀金的銅基復(fù)合鍵合絲的制備方法,其特征在于,碳納米管和硝酸銅的質(zhì)量比為5-10:3-5,碳納米管負(fù)載銅粉末和銅粉的質(zhì)量比為1:40-60。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面鍍鈀金的銅基復(fù)合鍵合絲的制備方法,其特征在于,步驟s1中,銅塊、銅-鈣合金片材、銅-鈰合金片材、銅-銦合金片材和銅-碳納米管片材的質(zhì)量比為100:0.1-0.3:0.1-0.3:0.1-0.3:0.1-0.5。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面鍍鈀金的銅基復(fù)合鍵合絲的制備方法,其特征在于,步驟s2中,第一次深冷處理的溫度為-40℃~-120℃,處理時(shí)間為10-20s,第二次深冷處理的溫度為-30℃~-100℃,處理時(shí)間為5-10s。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面鍍鈀金的銅基復(fù)合鍵合絲的制備方法,其特征在于,步驟s3中,鍍鈀層的厚度為1-2μm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面鍍鈀金的銅基復(fù)合鍵合絲的制備方法,其特征在于,步驟s3中,鍍金層的厚度為1-2μm。
9.如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述制備方法所制備得到的表面鍍鈀金的銅基復(fù)合鍵合絲。